Einaxiale Zugversuche an textilbewehrten Betonen mit anorganisch getränkten Carbonfasern

Uniaxial tensile tests in textile reinforced concretes with inorganic impregnated carbon fibres

Die meisten der bei Konstruktionen aus Textilbeton verwendeten Textilien wurden bisher mit organischen Materialien, zum Beispiel Epoxidharz, Styrol-Butadien oder Acrylaten beschichtet. Durch diese Art der Beschichtung wird jedoch die Verbundfestigkeit vermindert und es kommt häufig zu Tragfähigkeitsverlusten bei Temperaturen oberhalb von 80 Grad Celsius. Mit den vorgestellten mineralischen Tränkungsmaterialien, die allerdings bisher kaum erforscht sind, lassen sich diese Nachteile beseitigen. Die experimentellen Untersuchungen der mineralischen Tränkungen erfolgten an Textilbetonplatten, die mit Carbonfasern bewehrt waren, im Rahmen einaxialer Zugversuche. Als mineralische Tränkungen verwendete man verschiedene silikatische Lösungen. Durch die Tränkung bildet sich auf dem Carbongewebe eine Oberflächenbeschichtung aus Kieselgel, die aufgrund der chemischen Struktur eine sehr gute Adhäsion zum Feinbeton aufweist. In der ersten Versuchsreihe untersuchte man als Tränkungsmaterialien drei verschiedene Kieselsäureester. Bei allen Versuchen kam es zu einem Mischversagen aus Kernfaserauszug und Riss der äußeren Filamente. Im Rahmen der weiteren Untersuchungen mit einem der Tränkungsmaterialien wurden zwei Messreihen mit acht Probekörpern durchgeführt, bei denen die Einflüsse der Lagerung auf die Carbonfasern untersucht wurden. In einer weiteren Messreihe führte man Tastversuche zur Temperaturbeständigkeit durch, die zeigten, dass eine Temperaturbeanspruchung von 80 Grad Celsius keinen negativen Einfluss auf das Zugtragverhalten von Textilbeton mit mineralisch getränkten Carbonfasern hat. In Einzelversuchen, die statistisch jedoch nicht belastbar sind, konnten sogar Temperaturen von 160 Grad Celsius schadlos einwirken. Die Tränkung von Carbonfasern mit Kieselsäureester erzeugt eine Oberfläche, die einen guten Verbund zum Feinbeton aufweist. Außerdem entsteht durch diese Tränkung bei Textilbeton ein fein verteiltes Rissbild, das insbesondere bei Instandsetzungen, die ein hohes Maß an Dichtheit erfordern, vorteilhaft ist. ABSTRACT IN ENGLISH: The composite material textile reinforced concrete is being increasingly used in building construction. In particular carbon textiles are used with different impregnation materials, which are bound in mortar or concrete. Numerous research and practical projects have led to individual approvals for specific cases being granted and first directives for designing and using textile reinforced concrete being developed. The development and optimization of these materials still have huge improvement potential. Until now, most textiles have been impregnated with epoxy resin, styrene‐butadiene or acrylates. Beside the introduction of a polymer in the composite material, these polymers can cause load‐bearing capacity losses under temperature stresses above 80 °C. Mineral impregnation materials have hardly been researched, but are particularly interesting for use in drinking water structures in order to avoid polymer‐based materials. This publication shows that a very fine crack pattern can be achieved with inorganic impregnations of carbon rovings. Very small crack widths are particularly necessary in the repair sector, for example in the rehabilitation of drinking water reservoirs. In addition, mineral impregnations are less susceptible to temperature stresses. (A)

Language

  • German

Media Info

  • Media Type: Print
  • Features: Figures; References; Tables;
  • Pagination: pp 495-503
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Filing Info

  • Accession Number: 01757806
  • Record Type: Publication
  • Source Agency: Bundesanstalt für Straßenwesen (BASt)
  • Files: ITRD
  • Created Date: Nov 16 2020 11:05AM